EP1160609A2 - Vorrichtung zur präzisen Positionierung eines Bauteiles, insbesondere eines optischen Bauteiles - Google Patents

Vorrichtung zur präzisen Positionierung eines Bauteiles, insbesondere eines optischen Bauteiles Download PDF

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EP1160609A2
EP1160609A2 EP01109997A EP01109997A EP1160609A2 EP 1160609 A2 EP1160609 A2 EP 1160609A2 EP 01109997 A EP01109997 A EP 01109997A EP 01109997 A EP01109997 A EP 01109997A EP 1160609 A2 EP1160609 A2 EP 1160609A2
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EP
European Patent Office
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ring
tilting
tilting part
clamping
component
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EP01109997A
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EP1160609A3 (de
EP1160609B1 (de
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Martin Bayer
Frank Melzer
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Carl Zeiss AG
Original Assignee
Carl Zeiss SMT GmbH
Carl Zeiss AG
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Publication of EP1160609A3 publication Critical patent/EP1160609A3/de
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/18—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for prisms; for mirrors
    • G02B7/182—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for prisms; for mirrors for mirrors
    • G02B7/1822—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for prisms; for mirrors for mirrors comprising means for aligning the optical axis
    • G02B7/1824—Manual alignment
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
    • G02B7/023—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses permitting adjustment

Definitions

  • the invention relates to a device for precise positioning a component, in particular an optical component, like lens group or mirror according to that in the preamble of Claim 1 defined art.
  • Components are often very precise to position or align because they interact stand with other components or because of them very precise Measurements must be made. This applies e.g. in the Optics for lens groups or mirrors. For example, a very exact axial or height adjustment for mirrors, in particular also ellipsoid mirrors, for lighting systems, in particular required in the deep ultraviolet range (DUV range).
  • DUV range deep ultraviolet range
  • Normal Threads for storage and guidance are unsuitable for this, because of the inevitable thread flank play tilting and shifts of a mother wobble in the plane perpendicular to the screwing direction, namely the mother contact surface, produce.
  • the lock nuts consist of a guide ring and a clamping ring, the two rings being elastic are interconnected. By two close to each other seated punctures from the inside and the outside of the Locking nut from creates an elastic in the axial direction Slat or a division into the guide ring and Clamping ring. By means of tension applied using screws the thread flank play is between the guide ring and the clamping ring eliminated, i.e. a backlash is created.
  • a tilting device for an ellipsoid mirror known, this is adjusted with three screws and is fixed.
  • the present invention is therefore based on the object to create a device of the type mentioned, by the above disadvantages of the prior art be eliminated, in particular by the exact adjustment possible without risk of seizure when adjusting in the axial direction and / or by emigration of the focal point or the axis of a component to be tilted is avoided.
  • a precise Positioning a component especially an optical one Component, e.g. a lens group or a mirror, both reach in the axial as well as in the radial direction.
  • an optical one Component e.g. a lens group or a mirror
  • the Axialverstellinutter a spindle has, on which an adjusting nut can be screwed, wherein the adjusting nut from a guide ring and a clamping ring is composed and the two rings are connected elastically to one another are, using tendons to eliminate backlash the adjusting nut the clamping ring against the guide ring is braced, and wherein by incisions in the clamping ring individual jaws are formed, each over the Tendons are clamped to the guide ring.
  • the device according to the invention can be used in particular for storage and adjustment of optical components, such as e.g. an ellipsoid mirror, with large thread diameters realize short overall length.
  • optical components such as e.g. an ellipsoid mirror
  • a very advantageous embodiment of a tilting device can consist in that the tilting device an inner and a has outer tilting part, the inner tilting part directly or is indirectly connected to the component to be tilted and connected on the outside via torsion joints to the outer tilting part which in turn is connected to a torsion joint Bearing part is connected.
  • the torsion joints can be used as "normal" joints can be designed or they are more advantageous Formed as so-called solid joints, wherein e.g. a slice with fine cuts is divided in such a way that there are two rings, namely an inner ring and an outer ring, each connected by thin webs and are e.g. through opposite webs and a gimbal disk arranged at right angles to it form.
  • the invention can be provided that the torsion joints are arranged so that when used for an ellipsoid mirror the neutral fibers of the torsion joints through the Show focal point of the ellipsoid. In this way, one simple and axis-independent adjustment achieved.
  • the reflector of the ellipsoid is in the Inside of the inner ring.
  • the tilting device according to the invention becomes a possibility of tilting through the focal point of an ellipsoid mirror created around two axes.
  • tilting device according to the invention is in the fact that only rough manufacturing and assembly tolerances required are. In addition, there is only a small installation space needed. In addition, only a low installation effort is required.
  • the ellipsoid mirror shown in Figures 1 and 2 as Lighting module is basically of a known type, which is why below only the parts essential to the invention are described in more detail.
  • the ellipsoidal mirror has a reflector 1, in which A lamp 2 is arranged along the longitudinal axis.
  • the reflector 1 is stored in a version 3, the cooling fins with cooling fins 4 and cooling channels 5 can be provided.
  • the version 3 is arranged over three distributed over the circumference Threaded feet 6 with an inner ring 7 as an inner tilting part a tilting device 8 connected.
  • the inner ring has 7 corresponding to three holes 9, in the not shown Screws inserted and in threaded holes in the threaded feet 6 can be screwed in.
  • the inner ring 7 is of an outer ring 10 surrounded as an outer tilting part, which in turn on the outside is connected to a bearing part 11.
  • the bearing part 11 is formed by two opposite bearing webs 11a and 11b.
  • the adjustment device can e.g. three superimposed adjustment plates 16, 17 and 18 have. With the upper plate 16 that is described Adjustment device with the screws 12 firmly connected. With the adjusting screw 19 and the resilient pressure pieces 20 plate 16 to plate 17 in one direction, e.g. in the y direction, postponed. The lateral guidance can be done by a Overlap using slices. The screw pulls 19 the adjustment plate 16 in one direction while the pressure pieces 20 reset the adjustment plate 16.
  • the plate 17 is in the same way in a 90 ° to that above described adjustment device moved to plate 18 (x direction).
  • the plate 18 rests against rotation the height adjustment device 23 and is thereby in a vertical Direction (z-direction) can be moved.
  • An axial adjustment device is located below the adjustment device 15 or height adjustment device 23 for the Ellipsoid mirror.
  • the height adjustment device 23 is shown in FIGS. 3 to 6 more apparent.
  • the height adjustment device 23 has an adjustment nut 24 on, which is screwed onto a spindle 46.
  • the spindle 46 is attached to a base plate 47 of the ellipsoid mirror.
  • the adjusting nut 24 has a guide ring 25 and one Clamping ring 26 on. In the adjusting nut 24 are close to each other seated punctures 27 and 28 from the inside and the Introduced from the outside. This creates an elastic Connection or lamella 29 between the guide ring 25 and the clamping ring 26, with an elasticity in the axial direction is achieved.
  • the ellipsoid mirror at a certain position must be set, this can be done by an appropriate backlash-free adjustment of the adjusting nut 24 can be achieved.
  • the adjusting nut is used for exact positioning twisted, which due to the system of the adjusting nut on the Adjustment plate 18 of the entire ellipsoidal mirror axially or in the height is adjustable.
  • FIGS. 7 and 8 together with FIG Operation of the tilting device 8 described in more detail.
  • the tilting device 8 consists of one piece Unit, the separation between the inner ring 7, the outer ring 10 and the two bearing webs 11a and 11b thin cuts, e.g. by a laser or wire EDM, are created.
  • the connection between the individual parts is in each case by two opposite narrow webs produced as a residual connection to form torsion joints.
  • torsion joints located opposite each other 36 as connection points between the inner ring 7 and the outer ring 10 and 90 ° to it two are also offset opposite torsion joints 37 as solid-state joints between the outer ring 10 and the two bearing webs 11a and 11b.
  • the position of the torsion joints 36 and 37 is chosen so that their lead neutral fibers through the focal point of the ellipsoid.
  • the lamp 2 is in focus and therefore also in focus of the elliptical mirror.
  • the reflector 1 With its Insert socket 3 into the free interior of inner ring 7 that part of the ellipsoid from apex to focal point is recorded in the free interior.
  • the axial adjustment device according to the invention 23 and the tilting device 8 also for other components, where a highly precise setting is important. This applies e.g. for lens groups in a lens that also at defined points in one, as described above gimbal, to be hung to the desired To achieve adjustment effect. You can do individual Adjust the lenses or the entire group accordingly. Basically, the device can be used wherever you can adjust or clamp very precisely to a central axis must do so without wobbling.
  • the lamp 2 is independent of the reflector in three axes (x, y, z) adjustable.
  • the adjustment is inside the device built-in. By adjusting lamp 2 and reflector 1 can the second focus can be adjusted to a specific point.

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Abstract

Eine Vorrichtung zur präzisen Positionierung eines Bauteiles, insbesondere eines optischen Bauteiles, wie Linsengruppe oder Spiegel, in axialer Richtung und/oder zum Kippen des Bauteiles weist eine Axialverstelleinrichtung 23 und/oder eine Kippeinrichtung 8 auf. Die Axialverstelleinrichtung kann eine Verstellmutter 24 aufweisen, die aus einem Führungsring 25 und einem Klemmring 26 zusammengesetzt ist. Beide Ringe können elastisch über eine Lamelle 29 miteinander verbunden sein. Durch axiale Einschnitte 30 im Klemmring 26 werden einzelne Klemmbakken 31 gebildet, die jeweils über Spannglieder 34 mit dem Führungsring 25 verspannbar sind. Die Kippeinrichtung 8 kann ein inneres und ein äußeres Kippteil 7, 10 aufweisen. Das innere Kippteil 7 ist mit dem äußeren Kippteil 10 über Torsionsgelenke 36 und das äußere Kippteil 10 ist über Torsionsgelenke 37 mit einem Lagerteil 11 verbunden. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur präzisen Positionierung eines Bauteiles, insbesondere eines optischen Bauteiles, wie Linsengruppe oder Spiegel nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.
Bauteile, insbesondere optische Bauteile, sind häufig sehr genau zu positionieren bzw. auszurichten, weil sie in Wechselwirkung mit anderen Bauteilen stehen oder weil durch sie sehr genaue Messungen vorgenommen werden müssen. Dies gilt z.B. in der Optik für Linsengruppen oder Spiegel. So ist z.B. eine sehr exakte Axial- bzw. Höhenverstellung bei Spiegeln, insbesondere auch Ellipsoidspiegeln, für Beleuchtungssysteme, insbesondere im tiefen ultraviolett Bereich (DUV-Bereich) erforderlich. Normale Gewinde zur Lagerung und Führung sind hierfür ungeeignet, da wegen des zwangsweise vorhandenen Gewindeflankenspieles Kippungen und Verschiebungen einer Mutter Taumelerscheinungen in der zur Schraubrichtung senkrechten Ebene, nämlich der Mutteranlagefläche, erzeugen.
Die Firma Spieth, 73730 Esslingen, bietet unter der Bezeichnung "Spieth-Stellmuttern" für den allgemeinen Maschinenbau Sicherungsmuttern an. Die Sicherungsmuttern bestehen aus einem Führungsring und einem Klemmring, wobei die beiden Ringe elastisch miteinander verbunden sind. Durch zwei knapp nebeneinander sitzende Einstiche von der Innenseite und der Außenseite der Sicherungsmutter aus entsteht eine in axialer Richtung elastische Lamelle bzw. eine Aufteilung in den Führungsring und den Klemmring. Durch eine über Schrauben aufgebrachte Verspannung zwischen dem Führungsring und dem Klemmring wird das Gewindeflankenspiel beseitigt, d.h. es wird eine Spielfreiheit erzeugt.
Nachteilig bei den "Spieth-Stellmuttern" ist jedoch, daß diese beim Verstellen im vorgespannten Zustand zu Freßerscheinungen neigen, da die Klemmung in axialer Richtung über den gesamten Umfang erfolgt. Eine Verstellung der vorgespannten Sicherungsmutter ist damit nicht möglich. Löst man für eine Verstellung die Vorspannung wieder, so treten die vorstehend beschriebenen Taumelerscheinungen auf. Dies bedeutet eine exakte Justage und Halterung von Bauteilen, insbesondere von hochpräzisen optischen Bauteilen, wird dadurch sehr schwierig.
Für eine exakte Winkeleinstellung bzw. für eine exakte Kippein- und -verstellung eines Bauteiles sind diverse Kippvorrichtungen bekannt. So ist z.B. eine Kippvorrichtung für einen Ellipsoidspiegel bekannt, wobei dieser mit drei Schrauben justiert und fixiert wird. Nachteilig dabei ist jedoch, daß die Verstellung einer Schraube immer zu einer Drehung des Brennpunktes um die Achse durch die Auflagepunkte der beiden anderen Schrauben führt. Dies bedeutet, daß dadurch der Brennpunkt des Spiegels aus der optischen Achse der nachfolgenden optischen Elemente herauswandert, wodurch eine exakte Justage des Ellipsoidspiegels mit einem hohen Aufwand verbunden ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, durch die die vorstehend genannten Nachteile des Standes der Technik beseitigt werden, insbesondere durch die eine exakte Justierung ohne Freßgefahr bei einer Verstellung in axialer Richtung möglich ist und/oder durch die ein Auswandern des Brennpunktes bzw. der Achse eines zu kippenden Bauteiles vermieden wird.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die in Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung läßt sich eine präzise Positionierung eines Bauteiles, insbesondere eines optischen Bauteiles, wie z.B. einer Linsengruppe oder einem Spiegel, sowohl in axialer als auch in radialer Richtung erreichen.
In einer sehr vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die Axialverstelleinrichtung eine Spindel aufweist, auf die eine Verstellmutter aufschraubbar ist, wobei die Verstellmutter aus einem Führungsring und einem Klemmring zusammengesetzt ist und beide Ringe elastisch miteinander verbunden sind, wobei über Spannglieder zur Beseitigung des Flankenspieles der Verstellmutter der Klemmring gegen den Führungsring verspannbar ist, und wobei durch Einschnitte in dem Klemmring einzelne Klemmbacken gebildet sind, die jeweils über die Spannglieder mit dem Führungsring verspannbar sind.
Durch die Einschnitte in dem Klemmring, die in vorteilhafter Weise in axialer Richtung oder wenigstens annähernd in axialer Richtung verlaufen, werden diskrete bzw. einzelne Klemmbacken gebildet. Eine Verstellung im vorgespannten Zustand ist damit ohne Freßerscheinungen möglich, da durch die im Gewinde unterschiedlich eingreifenden Klemmbacken, die z.B. als kurze Ringsegmente ausgebildet sind, ein Reinigungseffekt ähnlich wie bei einem Gewindebohrer auftritt.
Wenn in einer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen ist, daß über den Umfang verteilt drei Klemmbacken bzw. Ringsegmente vorgesehen sind, wird eine statisch bestimmte Dreipunktlagerung geschaffen. Das Festsetzen der Verstell- bzw. Einstellmutter ist damit aufgrund der Dreipunktlagerung ohne nennenswerte Dejustage möglich.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung läßt sich insbesondere für eine Lagerung sowie Verstellung von optischen Bauteilen, wie z.B. einem Ellipsoidspiegel, auf großen Gewindedurchmessern mit kurzer Baulänge realisieren.
Eine sehr vorteilhafte Ausgestaltung einer Kippeinrichtung kann darin bestehen, daß die Kippeinrichtung ein inneres und ein äußeres Kippteil aufweist, wobei das innere Kippteil direkt oder indirekt mit dem zu kippenden Bauteil verbunden ist und außenseitig über Torsionsgelenke mit dem äußeren Kippteil verbunden ist, welches wiederum über Torsionsgelenke mit einem Lagerteil verbunden ist.
Mit der erfindungsgemäßen Kippeinrichtung wird eine kardanische Aufhängung erreicht. Die Torsionsgelenke können dabei als "normale" Gelenke ausgebildet sein oder sie sind in vorteilhafter Weise als sogenannte Festkörpergelenke ausgebildet, wobei z.B. eine Scheibe mit feinen Schnitten derart unterteilt wird, daß sich zwei Ringe ergeben, nämlich ein Innenring und ein Außenring, die jeweils durch dünne Stege miteinander verbunden sind und die z.B. durch jeweils sich gegenüberliegende Stege und rechtwinklig dazu angeordnete Stege eine kardanische Scheibe bilden.
In einer sehr vorteilhaften und nicht naheliegenden Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die Torsionsgelenke so angeordnet sind, daß bei einem Einsatz für einen Ellipsoidspiegel die neutralen Fasern der Torsionsgelenke durch den Brennpunkt des Ellipsoides zeigen. Auf diese Weise wird eine einfache und achsenunabhängige Justage erreicht.
Der Reflektor des Ellipsoides befindet sich in diesem Falle im Inneren des Innenringes. Mit der erfindungsgemäßen Kippeinrichtung wird eine Kippmöglichkeit durch den Brennpunkt eines Ellipsoidspiegels um zwei Achsen geschaffen.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Kippeinrichtung besteht darin, daß nur grobe Fertigungs- und Montagetoleranzen erforderlich sind. Darüber hinaus wird nur ein geringer Bauraum benötigt. Außerdem ist nur ein niedriger Montageaufwand erforderlich.
Nachfolgend ist anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel, aus dem weitere erfindungsgemäße Merkmale hervorgehen, prinzipmäßig beschrieben.
Es zeigt:
Figur 1
die Gesamtansicht eines Ellipsoidspiegels als Beleuchtungsmodul mit einer Lampe,
Figur 2
eine perspektivische Draufsicht auf den oberen Teil des Ellipsoidspiegels nach der Fig. 1,
Figur 3
eine perspektivische Ansicht einer Höhenverstelleinrichtung für den Ellipsoidspiegel nach den Figuren 1 und 2, wobei nur die Spannmutter dargestellt ist,
Figur 4
eine Ansicht der Spannmutter nach der Fig. 3 von unten,
Figur 5
einen Schnitt nach der Linie V-V der Fig. 4,
Figur 6
eine Ausschnittsvergrößerung der Einzelheit X der Fig. 5,
Figur 7
eine perspektivische Darstellung der Kippeinrichtung für den Ellipsoidspiegel nach den Figuren 1 und 2, und
Figur 8
eine Draufsicht auf die Kippeinrichtung nach der Fig. 7.
Der in den Figuren 1 und 2 dargestellte Ellipsoidspiegel als Beleuchtungsmodul ist grundsätzlich von bekannter Bauart, weshalb nachfolgend nur die für die Erfindung wesentlichen Teile näher beschrieben werden.
Der Ellipsoidspiegel weist einen Reflektor 1 auf, wobei in seiner Längsachse eine Lampe 2 angeordnet ist. Der Reflektor 1 ist in einer Fassung 3 gelagert, die zu Kühlzwecken mit Kühlrippen 4 und Kühlkanälen 5 versehen sein kann.
Die Fassung 3 ist über drei über den Umfang verteilt angeordnete Gewindefüße 6 mit einem Innenring 7 als inneres Kippteil einer Kippeinrichtung 8 verbunden. Hierzu besitzt der Innenring 7 entsprechend drei Bohrungen 9, in die nicht dargestellte Schrauben durchgesteckt und in Gewindebohrungen der Gewindefüße 6 eingeschraubt werden. Der Innenring 7 ist von einem Außenring 10 als äußeres Kippteil umgeben, welcher wiederum außenseitig mit einem Lagerteil 11 verbunden ist. Das Lagerteil 11 wird durch zwei sich gegenüberliegende Lagerstege 11a und 11b gebildet.
Über vier über den Umfang verteilte Fassungsschrauben 12, die durch Bohrungen 13 in den beiden Lagerstegen 11a und 11b gesteckt sind, ist das Lagerteil 11 über dazwischenliegende Distanzhülsen 14 mit einer darunterliegenden Verstelleinrichtung 15 für die x- und y-Richtung verbunden. Die Verstelleinrichtung kann z.B. drei übereinanderliegende Verstellplatten 16, 17 und 18 aufweisen. Mit der oberen Platte 16 wird die beschriebene Verstelleinrichtung mit den Schrauben 12 fest verbunden. Mit der Verstellschraube 19 und den federnden Druckstücken 20 wird die Platte 16 zur Platte 17 in einer Richtung, z.B. in y-Richtung, verschoben. Die seitliche Führung kann durch ein Überlappen mittels Scheiben erfolgen. Dabei zieht die Schraube 19 die Verstellplatte 16 in eine Richtung, während die Druckstücke 20 die Verstellplatte 16 wieder zurückstellen.
Die Platte 17 wird auf dieselbe Art in eine um 90° zu der vorstehend beschriebenen Verstelleinrichtung zur Platte 18 verschoben (x-Richtung). Die Platte 18 liegt verdrehgesichert auf der Höhenverstelleinrichtung 23 und ist dadurch in vertikaler Richtung (z-Richtung) verschiebbar.
Unterhalb der Verstelleinrichtung 15 befindet sich eine Axialverstelleinrichtung bzw. Höhenverstelleinrichtung 23 für den Ellipsoidspiegel.
Die Höhenverstelleinrichtung 23 ist aus den Figuren 3 bis 6 näher ersichtlich.
Die Höhenverstelleinrichtung 23 weist eine Verstellmutter 24 auf, die auf eine Spindel 46 aufgeschraubt ist. Die Spindel 46 ist auf einer Grundplatte 47 des Ellipsoidspiegels befestigt. Die Verstellmutter 24 weist einen Führungsring 25 und einen Klemmring 26 auf. In die Verstellmutter 24 sind knapp nebeneinander sitzende Einstiche 27 und 28 von der Innenseite und der Außenseite aus eingebracht. Auf diese Weise entsteht eine elastische Verbindung bzw. Lamelle 29 zwischen dem Führungsring 25 und dem Klemmring 26, womit eine Elastizität in axialer Richtung erreicht wird.
Durch axiale Einschnitte 30 in den Klemmring 26, die jeweils paarweise in geringem Abstand voneinander vorgenommen werden, werden einzelne Klemmbacken in Form von Ringsegmenten 31 gebildet. Aus den Figuren 3 und 4 ist ersichtlich, daß durch sechs Einschnitte 30 drei jeweils um 120° voneinander entfernte Klemmbacken 31 gebildet werden. Jede Klemmbacke ist mit einer Gewindebohrung 32 versehen, die jeweils mit einer in dem Führungsring 25 liegenden Bohrung 33 fluchtet. In die Bohrung 33 wird eine Spannschraube 34 als Spannglied eingesetzt und in die Gewindebohrung 32 des Klemmringes 26 eingeschraubt. Eine der drei Spannschrauben 34 ist in der Fig. 1 dargestellt, wobei auch ersichtlich ist, daß über Längsschlitze 35 in der Umfangswand des Führungsringes 25 eine Zugänglichkeit zur Verstellung der Spannschraube 34 gegeben ist. Die Schraube kann auch von unten in den Führungsring eingeschraubt werden. Dann gibt es in der Konstruktion keine Längsschlitze.
Nach einer Positionierung der Verstellmutter 24 auf der Spindel 46 wird durch ein Verstellen der Spannschrauben 34 eine exakte Justierung bei Spielfreiheit erreicht, wobei der Führungsring 25 mit seiner freien Stirnseite flächig an der unteren Verstellplatte 18, die auch für eine Verdrehsicherung sorgt, anliegt. Dadurch, daß die Spannschrauben 34 jeweils nur diskret an den drei über den Umfang verteilt angeordneten Klemmbacken 31 angreifen, läßt sich die gesamte Verstellmutter 24 zur Justierung noch spielfrei verdrehen und zwar ohne daß es zu Freßerscheinungen kommt, da die Verspannung bzw. die Spielfreiheit nur in den Bereichen der Klemmbacken 31 auftritt. Da Fertigungstoleranzen und sonstige Ungenauigkeiten nie vermeidbar sind, andererseits der Ellipsoidspiegel auf eine bestimmte Position eingestellt werden muß, kann dies durch eine entsprechende spielfreie Verstellung der Verstellmutter 24 erreicht werden. Zur exakten Positionierung wird die Verstellmutter entsprechend verdreht, wodurch aufgrund der Anlage der Verstellmutter an der Verstellplatte 18 der gesamte Ellipsoidspiegel axial bzw. in der Höhe verstellbar ist.
Nachfolgend wird anhand der Figuren 7 und 8 nebst Fig. 2 die Funktionsweise der Kippeinrichtung 8 näher beschrieben.
Wie ersichtlich, besteht die Kippeinrichtung 8 aus einer einstückigen Einheit, wobei die Trennung zwischen dem Innenring 7, dem Außenring 10 und den beiden Lagerstegen 11a und 11b durch dünne Schnitte, z.B. durch einen Laser oder Drahterodieren, geschaffen sind. Die Verbindung zwischen den einzelnen Teilen wird jeweils durch zwei sich gegenüberliegende schmale Stege als Restverbindung zur Bildung von Torsionsgelenken hergestellt. Hierzu befinden sich zwei sich gegenüberliegende Torsionsgelenke 36 als Verbindungsstellen zwischen dem Innenring 7 und dem Außenring 10 und 90° dazu versetzt zwei sich ebenfalls gegenüberliegende Torsionsgelenke 37 als Festkörpergelenke zwischen dem Außenring 10 und den beiden Lagerstegen 11a und 11b.
Zwischen den beiden Torsionsgelenken 36 und um 90° jeweils versetzt dazu sind nebeneinanderliegend zwei Bohrungen 38 und 39 angeordnet, wobei durch die Bohrung 38 eine Zugschraube 40 gesteckt wird, die in eine Gewindebohrung in der Platte 16 geschraubt wird, und eine Druckschraube 41 in die Gewindebohrung 39 eingeschraubt wird, welche sich in der Verstellplatte 16 der Verstelleinrichtung 15 abstützt (siehe Fig. 1).
In gleicher Weise befinden sich zwei Bohrungen 42 und 43 in dem Außenring 10, welche wenigstens annähernd 90° versetzt zu den beiden Torsionsgelenken 37 liegen. In die beiden Bohrungen 42 und 43 sind jeweils wieder eine Druckschraube 44 und eine Zugschraube 45 eingesetzt, die sich in gleicher Weise wie die Schrauben 40 und 41 abstützen (siehe ebenfalls Fig. 1).
Durch Verstellung der Schrauben 40 und 41 bzw. 44 und 45 lassen sich Innenring 7 und Außenring 10 gegeneinander verkippen und zwar aufgrund der gewählten Anordnung auf kardanische Weise. Auf diese Weise läßt sich die Fassung 3 und damit auch der Reflektor exakt justieren.
Die Lage der Torsionsgelenke 36 und 37 ist so gewählt, daß deren neutrale Fasern durch den Brennpunkt des Ellipsoides führen. Die Lampe 2 sitzt im Fokus und damit ebenfalls im Brennpunkt des elliptischen Spiegels. Mit der vorstehend beschriebenen Kippeinrichtung wird eine achsenneutrale Kippung erreicht, d.h. die Kippung um eine Achse führt zu keiner Verstellung in der anderen Achse.
Um die gewünschte Lage der Torsionsgelenke 36 und 37 in der neutralen Faser zu erreichen, ist der Reflektor 1 mit seiner Fassung 3 so in den freien Innenraum des Innenrings 7 einzusetzen, daß der Teil des Ellipsoides vom Scheitel bis zum Brennpunkt in dem freien Innenraum aufgenommen ist.
In gleicher Weise, wie vorstehend für einen Ellipsoidspiegel beschrieben, lassen sich die erfindungsgemäße Axialverstelleinrichtung 23 und die Kippeinrichtung 8 auch für andere Bauteile, bei denen es auf eine hochgenaue Einstellung ankommt, einsetzen. Dies gilt z.B. für Linsengruppen in einem Objektiv, die ebenfalls an definierten Punkten in einer, wie vorne beschriebenen kardanischen Aufhängung, aufgehängt werden, um den gewünschten Justageeffekt zu erzielen. Dabei kann man einzelne Linsen oder auch die ganze Gruppe entsprechend exakt justieren. Grundsätzlich ist die Vorrichtung überall dort einsetzbar, wo man sehr präzise zu einer Mittelachse justieren oder verspannen muß und zwar ohne daß Taumelbewegungen auftreten.
Die Lampe 2 ist in drei Achsen (x, y, z) unabhängig vom Reflektor verstellbar. Die Verstellung ist im Inneren der Vorrichtung eingebaut. Durch Verstellung von Lampe 2 und Reflektor 1 läßt sich der zweite Fokus gezielt auf einen bestimmten Punkt justieren.

Claims (14)

  1. Vorrichtung zur präzisen Positionierung eines Bauteiles, insbesondere eines optischen Bauteiles, wie Linsengruppe oder Spiegel, in axialer Richtung und/oder zum Kippen des Bauteiles, gekennzeichnet durch eine Axialverstelleinrichtung (23) und/oder Kippeinrichtung (8).
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1 mit einer Axialverstelleinrichtung, die eine Spindel aufweist, auf die eine Verstellmutter aufschraubbar ist, wobei die Verstellmutter aus einem Führungsring und einem Klemmring zusammengesetzt ist und beide Ringe elastisch miteinander verbunden sind, wobei über Spannglieder zur Beseitigung des Flankenspieles der Verstellmutter der Klemmring gegen den Führungsring verspannbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß durch Einschnitte (30) in dem Klemmring einzelne Klemmbacken (31) gebildet sind, die jeweils über die Spannglieder (34) mit dem Führungsring (23) verspannbar sind.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kippeinrichtung (8) ein inneres (7) und ein äußeres Kippteil (10) aufweist, wobei das innere Kippteil (7) direkt oder indirekt mit dem zu kippenden Bauteil (1) verbunden ist und außenseitig über Torsionsgelenke (36) mit dem äußeren Kippteil (10) verbunden ist, welches wiederum über Torsionsgelenke (37) mit einem Lagerteil (11) verbunden ist.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch axiale Einschnitte (30) wenigstens drei über den Umfang des Klemmrings (26) verteilt angeordnete Klemmbacken (31) gebildet sind.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmbacken (31) als Ringsegmente ausgebildet sind.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Kippteil als Innenring (7) ausgebildet ist, das von einem äußeren Ring (10) als äußeres Kippteil umschlossen ist.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Ellipsoidspiegel als optisches Bauteil der Reflektor (1) des Ellipsoidspiegels im Inneren des Innenringes (7) vom Brennpunkt bis zum Scheitel ragt.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Torsionsgelenke (36,37) so angeordnet sind, daß deren neutrale Fasern durch den Brennpunkt des Ellipsoidspiegels zeigen.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei Torsionsgelenke (36 bzw. 37) eines Ringes (7 bzw. 10) sich gegenüberliegend angeordnet sind, und daß die Torsionsgelenke (36 bzw. 37) der beiden Ringe (7 bzw. 10) um 90° versetzt zueinander liegen.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 3 und einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Kippteil (Innenring 7) und das äußere Kippteil (Außenring 10) jeweils durch Schrauben (40,41,44,45) gegeneinander kippbar sind.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß jede Schraubverbindung jeweils wenigstens eine Zugschraube (40,44) und eine Druckschraube (41,45) aufweist.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Reflektor (1) eines Ellipsoidspiegels als Bauteil dieser direkt oder indirekt mit dem inneren Kippteil (Innenring 7) verbunden ist.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Linsengruppe als Bauteil das innere Kippteil (7) die Fassung einer Linse darstellt.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder einem der Ansprüche 6 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Kippteil (Aussenring 10) mit zwei sich gegenüberliegenden Lagerstegen (11a,11b) als Lagerteil (11) über Torsionsgelenke (37) verbunden ist.
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